合成氨对人类生存具有重大意义，反应为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ∆H(1)科...

合成氨对人类生存具有重大意义，反应为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　 ∆H

(1)科学家研究在催化剂表面合成氨的反应机理，反应步骤与能量的关系如图所示(吸附在催化剂表面的微粒用*标注，省略了反应过程中部分微粒)。

① NH3的电子式是_______。

② 写出步骤c的化学方程式_______。

③ 由图像可知合成氨反应的∆H______0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

(2)传统合成氨工艺是将N2和H2在高温、高压条件下发生反应。若向容积为1.0 L的反应容器中投入5 mol N2、15 mol H2，在不同温度下分别达平衡时，混合气中NH3的质量分数随压强变化的曲线如图所示：

① 温度T1、T2、T3大小关系是_______。

② M点的平衡常数 K = _______(可用分数表示)。

(3)目前科学家利用生物燃料电池原理(电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子)，研究室温下合成氨并取得初步成果，示意图如下：

① 导线中电子移动方向是_______。

② 固氮酶区域发生反应的离子方程式是_______。

③ 相比传统工业合成氨，该方法的优点有_______。

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

氮的固定对工农业及人类生存具有重大意义。

Ⅰ.合成氨是最重要的人工固氮：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。

（1）下列关于该反应的说法中，正确的是　　　　　　 。

A．△H＞0,△S＞0　　　　　　 B．△H＞0，△S＜0

C．△H＜0,△S＞0　　　　　　 D．△H＜0,△S＜0

（2） —定温度下，在容积为1L的密闭容器中，加入ImolN2和3molH2，反应达到平衡时H2的转化率为60%，则此条件下反应的平衡常数K=　　　　　 (此处不要求写单位)；保持容器体积不变，再向容器中加入lmolN2，3molH2反应达到平衡时，氢气的转化率将　　 　　　 　　 (填“增大”、“减小”或“不变”)

（3）标准状况下，若将22.4mL的氨气通入100mLpH为2的盐酸中.则溶液中各离子浓度的顺序由大到小为　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）将氨气通入盛有CaSO4悬浊液的沉淀池中，再通入适量的CO2气体，充分反应后，过滤所得滤液为(NH4)2SO4溶液，该过程的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　 。

II.随着研究的不断深入，科学家发明了越來越多有关氮的固定方法。

（5）20世纪末，科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质，用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极，实现常压、570℃高温的电解法合成氨，提高了反应物的转化率，其实验简图如下，阴极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（6）近年，又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路，反应原理为：

2N2(g)+6H2O(I) 4NH3(g)+3O2(g)，则其反应热△H=　　　　　 　　 　 。(已知：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.4kJ·mol-1；2H2(g)+O2(g) 2H2O(I)　 △H=-571.6kJ·mol-1)

高三化学填空题简单题查看答案及解析

氮的固定对工农业及人类生存具有重大意义。

Ⅰ.合成氨是最重要的人工固氮：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。

（1）下列关于该反应的说法中，正确的是　　　　　　 。

A．△H＞0,△S＞0　　　　　　 B．△H＞0，△S＜0

C．△H＜0,△S＞0　　　　　　 D．△H＜0,△S＜0

（2） —定温度下，在容积为1L的密闭容器中，加入ImolN2和3molH2，反应达到平衡时H2的转化率为60%，则此条件下反应的平衡常数K=　　　　　 (此处不要求写单位)；保持容器体积不变，再向容器中加入lmolN2，3molH2反应达到平衡时，氢气的转化率将　　 　　　 　　 (填“增大”、“减小”或“不变”)

（3）标准状况下，若将22.4mL的氨气通入100mLpH为2的盐酸中.则溶液中各离子浓度的顺序由大到小为　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）将氨气通入盛有CaSO4悬浊液的沉淀池中，再通入适量的CO2气体，充分反应后，过滤所得滤液为(NH4)2SO4溶液，该过程的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　 。

II.随着研究的不断深入，科学家发明了越來越多有关氮的固定方法。

（5）20世纪末，科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质，用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极，实现常压、570℃高温的电解法合成氨，提高了反应物的转化率，其实验简图如下，阴极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（6）近年，又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路，反应原理为：

2N2(g)+6H2O(I) 4NH3(g)+3O2(g)，则其反应热△H=　　　　　 　　 　 。(已知：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.4kJ·mol-1；2H2(g)+O2(g) 2H2O(I)　 △H=-571.6kJ·mol-1)

高三化学填空题简单题查看答案及解析

德国化学家哈伯从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨。合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　　 △H=－92.4kJ·mol－1

一种利用天然气合成氨的简易流程如下：

天然气先经脱硫，然后通过两次转化，再经过二氧化碳脱除等工序，得到氮氢混合气，进入氨合成塔，制得产品氨。

（1）根据化学平衡移动原理，为提高合成氨的生产效率，选择氨合成塔中适宜的生产条件是　　 　　　　 　 。

（2）CH4与水蒸气制氢气的反应为CH4(g)+ H2O (g) CO (g) +3H2(g)，在2 L的密闭容器中，将物质的量各1 mol的CH4和H2O (g)混合反应，CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示：

①该反应的△H 　　　　　　　　　　 0（填﹥、﹤）。

②图中压强P1　　　　　　　 P2（填﹥、﹤）。

③200℃时该反应的平衡常数K=　　　　　　　　 （保留一位小数）。

（3）NH3经过催化氧化生成NO，以NO为原料通过电解的方法可以制备NH4NO3，其总反应是8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3，试写出以惰性材料作电极的阴极反应式：　　　 　　　 ；阳极反应式：　　　　　　 　 ；电解过程中需要补充一种物质才能使电解产物全部转化为NH4NO3，该物质是　　　　　　　　　　　　　 　　 。

高三化学填空题困难题查看答案及解析

合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破，研究表明液氨是一种良好的储氢物质。

(1)N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)　 △H＜0，研究表明金属催化剂可加速氨气的合成。下表为某温度下等质量的不同金属分别催化合成氨气时，氢气的初始速率(mmol min-1)。

①不同催化剂存在下，合成氨气反应的活化能最大的是_______ (填写催化剂的化学式)。

②某研究小组进一步探究催化剂对合成氨气的影响。将N2和H2以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应，相同时间内测量逸出气体中NH3含量，如下图，从而确定温度对催化剂的影响。a点___ (填“是”或“不是”)对应温度下氨气平衡时的百分含量，说明其理由___。

(2)氨气的分解反应2NH3⇌N2+3H2 △H＜0，，在实际生产中往刚性容器中同时通入氨气和水蒸气，测得容器总压和氨气转化率随时间变化结果如图所示。

①平衡时，p(H2O)= ___kPa，平衡常数Kp=_____KPa2(Kp为以分压表示的平衡常数)。

②反应速率v=v正-v逆=K正•p2(NH3)-K逆•p(N2)•p3(H2)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数。计算a处的=__。

(3)液氨中，2NH3(l)⇌NH2-+NH4+，用Pt电极对液氨进行电解也可产生H2和N2。阴极的电极反应______。

(4)在室温下用氨水吸收SO2。将含SO2的烟气通入该氨水中，当溶液显中性时，溶液中的=____。(已知25℃，Kb(NH3•H2O)=1.810-5；Ka1(H2SO3)=1.310-2，Ka2(H2SO3)=6.210-8)

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

过量排放含氮物质会污染大气或水体，研究氮及其化合物的性质及转化，对降低含氮物质的污染有着重大的意义。

(1)合成氨反应。

已知，氨的分解反应：2NH3(g)⇌ N2(g)+3H2 (g)，活化能Ea=600kJ•mol-1，合成氨有关化学键的键能如下表：

则合成氨反应：N2(g)+H2(g)⇌NH3(g)的活化能Ea=________。

(2)已知2NO+O2=2NO2反应历程分两步

①平衡常数K可用气体分压来表示，即K的表达式中用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数(例如：)，某一时刻第一步达到平衡，写出第一步反应的平衡常数________(用和各气体的物质的分数来表示)。

②用NO表示总反应的速率方程为；NO2表示的总反应速率方程为，与是速率常数，则________。

③下列关于反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的说法正确的是________。

A．　　　 B．增大压强，反应速率常数增大　　　 C．温度升高，正逆反应速率都增大　　　　 D．总反应快慢由第二步决定

(3)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。

①用活化后的V2O5作催化剂，氨气将NO还原成N2的一种反应历程如图1所示，请写出图1中所示的总反应方程式_______，该反应的含氮气体组分随温度变化如图2所示，当温度大于600K时，可能发生副反应的化学方程式_________。

②在有催化剂的作用下，经过相同时间，测得脱氮率随反应温度的变化情况如下图所示，其他条件相同时，请在图中补充在无催化剂作用下脱氮率随温度变化的曲线______________。

(4)电解法处理氮氧化合物是目前大气污染治理的一个新思路，原理是将NOx在电解池中分解成无污染的N2和O2除去，如下图示，两电极间是新型固体氧化物陶瓷，在一定条件下可自由传导O2-，电解池阴极反应为_________。

高三化学综合题困难题查看答案及解析

研究表明：在合成氨反应过程中，N2(g)与H2(g)在铁催化剂表面经历如图所示过程生成了NH3(反应过程中各粒子均为气态)：下列说法正确的是（　　 ）

A.N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)　 ΔH=+88kJ•mol-1

B.N2(g)+3H2(g)⇌2NH2(g)+2H(g)　 ΔH=-832kJ•mol-1

C.合成氨反应中正反应活化能小于逆反应活化能

D.Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ均为放热过程

高三化学单选题简单题查看答案及解析

2007年诺贝尔化学奖授予埃特尔以表彰其对于合成氨反应机理的研究，氮气和氢气分子在催化剂表面的部分变化过程如图所示，下列说法不正确的是(　　 )

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　 △H = −92 kJ/mol

A.升高温度不能提高一段时间内NH3的产率

B.图①→②过程吸热，图②→③过程放热

C.N2在反应过程中三键均发生断裂

D.反应过程中存在−NH−、−NH2等中间产物

高三化学单选题中等难度题查看答案及解析

科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。

(1)合成氨的原理为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4 kJ/mol，该反应的能量变化如图所示。

①在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E2的变化是　　　　 (填“增大”、“减小”或“不变”)。

②将0.3 mol N2和0.5 mol H2充入体积不变的密闭容器中，在一定条件下达到平衡，测得容器内气体压强变为原来的，此时H2的转化率为　　 ；欲提高该容器中H2的转化率，下列措施可行的是　　　　　　　 (填选项字母)。

A.向容器中按原比例再充入原料气

B.向容器中再充入一定量H2

C.改变反应的催化剂

D.液化生成物分离出氨

(2)根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3和TiO2)表面与水发生反应：

2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g)

ΔH=+1 530 kJ/mol

又知：H2O(l)H2O(g)　　　　 ΔH=+44.0 kJ/mol

则2N2(g)+6H2O(g)4NH3(g)+3O2(g) ΔH=　　　　 kJ/mol，该反应的化学平衡常数表达式为K　　　　　　 ，控制其他条件不变，增大压强，K值　　　 (填“增大”、“减小”或“不变”)。

高三化学填空题中等难度题查看答案及解析

合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　 ∆H= —92.4kJ•mol‾1 一种工业合成氨的简易流程图如下：

（1）天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，写出氨水的电离方程式　　　　　　　　　　　　 。吸收产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出吸收液再生反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　 。

（2）步骤II中制氢气原理如下：

①CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)　 △H=+206.4 kJ·mol-1

②CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+H2(g)　 △H=－41.2 kJ·mol-1

则反应CH4(g)+2H2O(g) CO2(g)+4H2(g)　 △H=　　　　　　　 kJ·mol-1。

对于反应①，一定可以提高平衡体系中H2百分含量，又能加快反应速率的措施是（填编号）　　　　 。

a．升高温度　 　　 b．增大水蒸气浓度　　 　　 c．加入催化剂　　 　　 d．降低压强

（3）利用反应②，将CO进一步转化，可提高H2产量。若1mol CO和H2的混合气体（CO的体积分数为20%）与H2O蒸气反应，得到1.18mol CO、CO2和H2的混合气体，则CO转化率为　　　　　　　　 。

（4）下图1表示500℃、60.0MPa条件下，H2和N2为原料气的投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根　 据图中a点数据计算N2的平衡体积分数为　　　　　　　 。

（5）依据温度对合成氨反应的影响，在下图2坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入起始原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图。

图1　　　　　　　　　　　　　　　　 图2

（6）简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

高三化学填空题困难题查看答案及解析